Fiche technique LED SMD LTST-108KRKT - 3.2x2.8x1.9mm - 1.8-2.4V - 72mW - Rouge AlInGaP transparent - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED compacte pour montage en surface, conçue pour l'assemblage automatisé sur circuit imprimé. Le composant est conçu pour des applications à encombrement limité dans un large éventail d'équipements électroniques. Son empreinte miniature et sa compatibilité avec les processus d'assemblage standards en font un composant polyvalent pour la fabrication électronique moderne.

1.1 Avantages principaux

• Conforme aux normes environnementales RoHS.
• Conditionné sur bande de 8mm enroulée sur bobine de 7 pouces de diamètre, adapté aux équipements automatisés de pick-and-place à haute vitesse.
• Présente un boîtier conforme à la norme EIA pour une cohérence de conception.
• Niveaux logiques compatibles CI pour une intégration aisée avec les circuits de commande.
• Conçu pour résister aux processus de soudage par refusion infrarouge courants sur les lignes d'assemblage SMT.
• Préconditionné selon les normes de sensibilité à l'humidité JEDEC Niveau 3, améliorant la fiabilité après soudure.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient pour une utilisation comme indicateur d'état, signal lumineux ou pour le rétroéclairage de panneaux avant dans divers secteurs, y compris les télécommunications, l'automatisation de bureau, l'électroménager et les équipements industriels.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites ou au-delà n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (Pd) :72 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (Ta) de 25°C. Dépasser cette limite risque une surchauffe et une réduction de la durée de vie.
• Courant direct de crête (I_FP) :80 mA. Ceci n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms). Il permet des flashs brefs et de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +85°C. Le composant est conçu pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-40°C à +100°C. Le composant peut être stocké sans alimentation dans ces limites.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à Ta=25°C et un I_Fde 20mA, représentant des conditions de fonctionnement typiques.

• Intensité lumineuse (I_V) :112 - 280 mcd (millicandela). La sortie réelle est classée par bin (voir Section 4). Mesurée avec un filtre approximant la réponse oculaire photopique (CIE).
• Angle de vision (2θ_1/2) :110 degrés (typique). Cet angle large indique un profil d'émission diffus, non focalisé, adapté à l'éclairage de zone ou aux indicateurs à large visibilité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :639 nm (typique). La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :631 nm (typique). La longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur (rouge). La tolérance est de ±1 nm.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (typique). La largeur de bande de la lumière émise, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (V_F) :1.8V (Min), 2.4V (Max) à 20mA. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle conduit. La tolérance est de ±0.1V.
• Courant inverse (I_R) :10 µA (Max) à V_R=5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test.

3. Explication du système de classement (Binning)

3.1 Classement par Intensité Lumineuse (I_V)

Pour assurer une uniformité de luminosité entre les lots de production, les LED sont triées en bins d'intensité. Le code de bin est crucial pour les applications nécessitant un aspect uniforme.

La tolérance sur chaque bin d'intensité est de ±11%.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques essentielles pour l'analyse de conception.

• Intensité lumineuse relative vs. Courant direct :Montre la relation non linéaire entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse. La sortie augmente avec le courant mais peut saturer à des niveaux plus élevés.
• Intensité lumineuse relative vs. Température ambiante :Démontre le coefficient de température négatif de la sortie lumineuse. L'intensité diminue généralement lorsque la température ambiante augmente, un facteur critique pour la gestion thermique.
• Tension directe vs. Courant direct :Illustre la caractéristique exponentielle I-V de la diode. La courbe aide à sélectionner les résistances de limitation de courant appropriées et à comprendre les exigences d'alimentation.
• Distribution spectrale :Un graphique montrant la puissance rayonnante relative en fonction des longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête de 639 nm avec une demi-largeur typique de 20 nm.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est conforme à un boîtier SMD standard. Les dimensions clés (en millimètres, tolérance ±0.2mm sauf indication contraire) incluent une taille de corps d'environ 3.2mm x 2.8mm avec une hauteur de 1.9mm. La cathode est généralement identifiée par un marquage ou un coin chanfreiné sur le boîtier.

5.2 Schéma recommandé des pastilles de soudure sur CI

Un diagramme de pastilles est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure pendant la refusion. Respecter cette empreinte recommandée est crucial pour la stabilité mécanique, la dissipation thermique et pour prévenir l'effet "tombstoning".

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion IR (Sans plomb)

Un profil de température suggéré conforme à la J-STD-020B est fourni pour les processus sans plomb. Les paramètres clés incluent :

• Préchauffage :150°C à 200°C.
• Durée de préchauffage :Maximum 120 secondes.
• Température de crête :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus :Selon la courbe du profil, typiquement 60-90 secondes.
• Vitesses de montée/descente :Contrôlées pour minimiser le choc thermique.

Note :Le profil réel doit être caractérisé pour l'assemblage CI spécifique, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, de la densité des composants et des spécifications de la pâte à souder.

6.2 Soudage manuel

Si nécessaire, le soudage manuel avec un fer à souder est autorisé avec des limites strictes : température de la pointe ne dépassant pas 300°C et temps de soudage limité à un maximum de 3 secondes par joint, une seule fois.

6.3 Conditions de stockage

• Emballage scellé :Stocker à ≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative. Utiliser dans l'année suivant l'ouverture du sac barrière à l'humidité.
• Emballage ouvert :Pour les composants retirés du sac scellé, l'ambiance ne doit pas dépasser 30°C / 60% HR. Il est recommandé de terminer la refusion IR dans les 168 heures (1 semaine).
• Stockage prolongé (ouvert) :Stocker dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote. Si l'exposition dépasse 168 heures, un séchage à 60°C pendant au moins 48 heures est requis avant soudage pour éliminer l'humidité absorbée et prévenir l'effet "popcorning" pendant la refusion.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage après soudage est nécessaire, utiliser uniquement des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique ou l'éthanol. Immerger à température normale pendant moins d'une minute. Éviter les nettoyants chimiques non spécifiés qui pourraient endommager la lentille en époxy.

7. Suggestions d'application

7.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme et éviter l'effet "current hogging", une résistance de limitation de courant en série doit être utilisée pour chaque LED, même lorsque plusieurs LED sont connectées en parallèle à la même alimentation. La valeur de la résistance (R) peut être calculée avec la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F, où V_Fest la tension directe de la LED au courant désiré I_F.

7.2 Considérations thermiques

Bien que la dissipation de puissance soit faible (72mW max), maintenir la température de jonction dans les limites est vitale pour la longévité et la stabilité de la sortie lumineuse. Assurer une surface de cuivre sur CI adéquate ou des vias thermiques sous la pastille thermique du dispositif (si applicable) pour évacuer la chaleur, surtout dans des environnements à haute température ambiante ou lors d'un fonctionnement proche du courant maximal.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 110 degrés fournit une lumière large et diffuse. Pour les applications nécessitant un faisceau plus directionnel, des lentilles externes ou des guides de lumière peuvent être nécessaires. La lentille transparente avec une puce rouge AlInGaP offre une bonne saturation des couleurs.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, cette LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée, résultant en une sortie plus brillante à courant d'alimentation identique. L'angle de vision large est une caractéristique du design du boîtier et de la lentille, différent des LED "chapeau de paille" à angle étroit. Sa compatibilité avec la refusion IR et le conditionnement en bande et bobine la différencie des LED traversantes, s'adressant spécifiquement à la production SMT automatisée à grand volume.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

9.1 Puis-je alimenter cette LED à 30mA en continu ?

Oui, 30mA est le courant direct continu maximal recommandé. Pour une durée de vie et une fiabilité optimales, opérer à un courant plus faible, comme 20mA (la condition de test), est conseillé si les exigences de luminosité de l'application le permettent.

9.2 Pourquoi y a-t-il un courant de crête de 80mA si le courant continu max n'est que de 30mA ?

Le courant de 80mA est pour des impulsions très courtes (largeur 0.1ms) à un faible cycle de service (10%). Cela permet à la jonction de la LED de refroidir entre les impulsions, évitant une surcharge thermique. C'est utile pour des schémas de multiplexage ou pour créer des effets stroboscopiques très brillants, mais pas pour un éclairage constant.

9.3 Que signifie le préconditionnement "JEDEC Niveau 3" ?

Cela signifie que le composant a été classé pour avoir une "durée de vie hors sac" de 168 heures (7 jours) dans des conditions d'usine (<30°C/60%HR) après ouverture du sac barrière à l'humidité, avant de nécessiter un séchage avant soudage par refusion. Cette information est cruciale pour la planification de production afin d'éviter les défauts induits par l'humidité.

10. Cas d'utilisation pratique

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état pour un routeur réseau.Plusieurs LED LTST-108KRKT (par ex., pour l'alimentation, LAN, WAN, statut Wi-Fi) doivent être utilisées. Pour garantir une luminosité uniforme, spécifier des LED du même bin d'intensité (par ex., toutes R2 ou S1) lors de l'approvisionnement. Concevoir le CI avec le schéma de pastilles recommandé. Utiliser une alimentation de 5V. Calculer la résistance série pour chaque LED : En supposant un V_Ftypique de 2.1V et un I_Fcible de 20mA, R = (5V - 2.1V) / 0.02A = 145 Ohms. Une résistance standard de 150 Ohms serait appropriée. Suivre les directives de profil de refusion pendant l'assemblage. Cette approche garantit des indicateurs visuels cohérents et fiables.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les Diodes Électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière par électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (composée d'AlInGaP dans ce cas). L'énergie libérée lors de cette recombination est émise sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique (AlInGaP) détermine l'énergie de la bande interdite, qui définit la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, ici le rouge. La lentille en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne le profil de sortie lumineuse.

12. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), un rendu des couleurs amélioré et une fiabilité accrue. Pour les LED SMD de type indicateur, l'accent est mis sur une miniaturisation accrue (boîtiers plus petits comme 0201 ou 01005), des tensions de fonctionnement plus basses pour s'aligner avec les tensions CI modernes, et une compatibilité améliorée avec les processus de soudage sans plomb à haute température. L'intégration avec des circuits de commande embarqués (comme des régulateurs de courant ou pilotes intégrés) dans des boîtiers multi-puces est également un domaine de développement pour des applications plus avancées.